Generative Fertigung mit Verbundwerkstoffen

Unter Verwendung der IVW internen Analytik erfolgt die Charakterisierung der eingesetzten Filamente und gefertigten Proben und Bauteile. Damit können umfangreiche Eigenschafts-Prozess-Korrelationen erarbeitet und das Anwendungspotential spezifischer Lösungen bewertet werden. Aus erfolgversprechenden Vorstudien zur additiven Fertigung von speziellen porösen Strukturen wurde ein Antrag für ein Nachfolgeprojekt in Kooperation mit der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) der Technischen Universität München (TUM) und dem DMRC als Unterauftragnehmer beantragt.

Eine umfangreiche Studie zum Anwendungspotential der am Markt verfügbaren additiven Fertigungsverfahren und Materialien für Antriebskomponenten aus Polymeren oder Verbundwerkstoffen, die das IVW zusammen mit dem Direct Manufacturing Research Center der Universität Paderborn durchgeführt hat, zeigt die großen Vorteile dieser neuartigen Fertigungstechnologie wie z. B. das hervorragende Leichtbaupotential und maßgeschneiderte tribologische oder elektrische Eigenschaften. Die speziellen und eng verknüpften Abhängigkeiten von Fertigungsverfahren, Werkstoff und Bauteilgestaltung stellen allerdings eine Herausforderung dar.

Durch die sehr dynamische Entwicklung neuer Druckmaterialien und verbesserter Drucker kann mit einer deutlichen Zunahme von realisierten technischen Anwendungen gerechnet werden. Die additive Fertigung wird sich aber nur als vollwertiges Verfahren etablieren, wenn angepasste Design- und Simulationstechnologien, qualitätsgesicherte Materialien und Prozesse verfügbar sind. Die dafür notwendigen werkstoffwissenschaftlichen Aspekte werden am IVW erforscht. Dazu stehen verschiedene 3D-Drucker sowie eine umfangreiche Werkstoffanalytik und Bauteilprüfung zur Verfügung. Für die additive Fertigung von Verbundwerkstoffen ist das Fused Filament Fabrication (FFF) Verfahren besonders geeignet. Eine am IVW eigens entwickelte Variante eines solchen Gerätes ermöglicht einen freien Zugang zum beheizten Bauraum, Adaption von Prozessmonitoring (Sensoren, Kameras) und Variationsmöglichkeiten von Mechanik, Steuerung und Software.

Kompetenzfeld

Branchen

Projektstatus

  • Aktuell

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. (FH)

Rolf Walter

Laboringenieur Tailored & Smart Composites

Telefon: +49 631 2017 215

rolf.walter@ivw.uni-kl.de

Raum: 58/335

Förderungen

Auf der Basis des abgeschlossenen Projektes “FVA 813 I – Generative Verfahren zur Herstellung von Polymerbauteilen”  ist ein AiF Antrag „FVA T1452 – Additive Fertigung von Maschinenelementen aus Kunststoff mit intrinsischer Schmierung”  in der Begutachtung.